JP2009269361A - インクジェットヘッドのメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイプ動作時に、ばらつきの少ない微正圧生成を行うことができるインクジェットヘッドのメンテナンス方法を提供することである。
【解決手段】インクジェットプリンタ１０は、インクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッド４０と、このインクジェットヘッド１０と連通している下流タンク３０と、前記下流タンク３０に圧力を発生させて前記ノズルからインクをパージさせる加圧ポンプ３４と、パージ後に前記ノズル周辺に残留したインクを払拭するメンテナンスユニット５０内の払拭部と、インク払拭時に前記ノズルを微正圧に保っておく制御装置１５と、を有する。そして、制御装置１５は、前記下流タンク３０を大気開放した後に微正圧を生成させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクを吐出スルノズルを有して該ノズルを微正圧に保持するインクジェットヘッドのメンテナンス方法に関するものである。

インクジェットプリンタでは、ノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドに於いて、インクジェットヘッド内部をやや負圧にして、ノズルにインクメニスカスを形成し、圧力室に所定の圧力波を発生させることでノズルからインクを噴射させている。したがって、ノズルにメニスカスを形成することは、インクジェットヘッドの噴射特性を維持する上で重要である。

インクジェットヘッドでは、ノズルへの異物の付着、或いは気泡の混入等により、往々にしてメニスカスが破壊されることがある。その際、メニスカスを再形成するために、メンテナンスと称される動作が実施される。すなわち、パージ動作と称される、圧力室に正圧をかけてノズルからインクを強制的にあふれ出させる動作により、異物や気泡を除去した後、ワイプ動作と称される、ノズル面に残留したインクをふき取る動作を実行することで、メニスカスを再形成している。

下記特許文献１では、圧力室を微正圧と称される、ノズルからインクが実質的にあふれ出さない程度の弱い正圧にした状態でワイプ動作を実施する技術が開示されている。これによって、ワイプ動作によるノズルへの空気の押し込みや、ノズル外に排出された異物が再度吸い込まれることを抑制している。
特開２００５−２３１３５８号公報

しかしながら、前記特許文献１に於いて開示されている微正圧生成方法は、加圧パージに於いてノズル部に発生させた圧力を、ノズル部と連通した箇所の電磁弁を所定時間大気開放することで微正圧にまで落とすという制御方法である。

この制御方法では、大気開放時の単位時間当たりの圧力変動が大きいため、電磁弁の応答性のばらつきや大気開放部の経路長ばらつき等の影響により、ノズル部の微正圧がばらついてしまい、所望の微正圧に制御することが難しかった。

また、大気開放部の経路を長く、或いは細くすることで、単位時間当たりの圧力変動を小さくする構成にすると、非常に細長い経路が必要となってしまう等、現実的ではないものであった。

したがって本発明の目的は、ワイプ動作時に、ばらつきの少ない微正圧生成を行うことができるインクジェットヘッドのメンテナンス方法を提供することである。

すなわち本発明は、インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドとインクが連通可能に接続され、インク液面がノズル位置よりも高い位置に設定されている第１のインク経路と、インクジェットヘッドとインクが連通可能に接続され、インク液面がノズルよりも低い位置に設定される第２のインク経路と、インクジェットヘッド内のインクに強い正圧若しくは強い負圧を与える与圧手段と、インクジェットヘッドのノズル面を払拭するワイパと、を有するインクジェットプリンタに於けるインクジェットヘッドのメンテナンス方法に於いて、前記与圧手段を駆動させることで、前記ノズル内のインクに対して強い正圧若しくは強い負圧を与え、ノズルからインクを強制的に噴射させるパージ処理と、パージ処理後に、パージ処理に伴う強い正圧若しくは強い負圧によって、前記第１のインク経路に作用していた強い正圧若しくは強い負圧を大気圧に戻す大気圧設定処理と、大気圧設定処理後に、前記ノズルと第１のインク経路との水頭差に基づく微正圧をノズル内のインクに与えた状態で、ノズル面をワイパによって払拭するワイピング処理と、を実行することを特徴とする。

また本発明は、インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドとインクが連通可能に接続され、インク液面がノズルよりも高い位置に設定されるインクタンクと、前記ノズル内のインクに強い正圧若しくは強い負圧を与える与圧手段と、前記インクジェットヘッドのノズル面を払拭するワイパと、を有するインクジェットプリンタに於けるインクジェットヘッドのメンテナンス方法に於いて、前記与圧手段を駆動させることで、前記ノズル内のインクに対して強い正圧若しくは強い負圧を与え、前記ノズルからインクを強制的に噴射させるパージ処理と、パージ処理後に、パージ処理に伴う強い正圧若しくは強い負圧によって、前記インクタンク内のインクに作用していた強い正圧若しくは強い負圧を大気圧に戻す大気圧設定処理と、大気圧設定処理後に、前記ノズルとインクタンクとの水頭差に基づく微正圧をノズル内のインクに与えた状態で、ノズル面をワイパによって払拭するワイピング処理と、を実行することを特徴とする。

本発明によれば、ワイプ動作時に、ばらつきの少ない微正圧生成を行うことができるインクジェットヘッドのメンテナンス方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置であるインクジェットプリンタ１０の構成を示したブロック図である。

図１に於いて、このインクジェットプリンタ１０は、メインインクタンク１１と、電磁弁１２、１３、２１、３１と、制御装置１５と、上流タンク２０と、下流タンク３０と、加圧ポンプ３４と、循環ポンプ３５と、インクジェットヘッド４０と、記録媒体搬送部４３と、メンテナンスユニット５０と、廃液タンク５１と、を有して構成される。

前記メインインクタンク１１は、液体であるインクを収容するもので、圧力発生部である上流タンク２０とインクチューブにより連通している。電磁弁１２は、メインインクタンク１１の大気開放状態を制御するための弁である。電磁弁１３は、メインインクタンク１１と上流タンク２０の連通状態を制御するための弁である。

上流タンク２０は、メインインクタンク１１、記録ヘッドであるインクジェットヘッド４０、及び循環ポンプ３５と、インクチューブを介して接続されている。また、上流タンク２０は、圧力発生部である下流タンク３０よりも鉛直上方に位置する。電磁弁２１は、上流タンク２０の大気開放状態を制御するための電磁弁である。

インクジェットヘッド４０は、インクチューブによって上流タンク２０及び下流タンク３０と接続されている。また、インクジェットヘッド４０は、上流タンク２０よりも鉛直下方、且つ、下流タンク３０よりも鉛直上方に位置している。そして、インクジェットヘッド４０は、対向する記録媒体４２に向けて、所定のタイミングで所定量のインク滴４１を噴射する。

媒体搬送手段である記録媒体搬送部４３は、インクジェットヘッド４０の動作と連動して記録媒体４２を所定の方向に搬送する。

下流タンク３０は、インクジェットヘッド４０、循環ポンプ３５とインクチューブで接続されており、上流タンク２０より鉛直下方に位置する。そして、電磁弁３１は、下流タンク３０の大気開放状態を制御する電磁弁である。

循環ポンプ３５は、下流タンク３０及び上流タンク２０とインクチューブで接続されており、下流タンク３０から上流タンク２０へのインクの汲み上げを行う。

このように、上流タンク２０、インクジェットヘッド４０、下流タンク３０、循環ポンプ３５はインクチューブによる循環経路をなしている。画像形成動作が実施される時、インクはこの循環経路を循環する。

前記上流タンク２０及び下流タンク３０には、それぞれ上流タンク２０及び下流タンク３０の液面高さを検出するための上流タンク液面センサ２２及び下流タンク液面センサ３２が設けられている。

また、下流タンク３０には、パージ手段としての加圧ポンプ３４が接続されており、外気を下流タンク３０に送り込むことで、前述した循環経路を加圧することができる。

制御装置１５は、上流タンク液面センサ２２及び下流タンク液面センサ３２を含めたインクジェットプリンタ１０の全てのセンサ類の信号を受信し、それに基づいてインクジェットヘッド４０、媒体搬送部４３、電磁弁１２、１３、２１、３１、加圧ポンプ３４、循環ポンプ３５を含めたインクジェットプリンタ１０の全ての駆動部分の駆動制御を行うものである。

メンテナンスユニット５０は、インクジェットヘッド４０をメンテナンスするための装置である。メンテナンスユニット４０は、非メンテナンス時には、媒体搬送部４３の下方の待機位置にあるが、メンテナンス時には図示されない輸送手段によってメンテナンスユニット５０及び媒体搬送部４３が移動させられることで、インクジェットヘッド４０と媒体搬送部４３との間に移動し、メンテナンス動作がなされる。

尚、廃液タンク５１は、メンテナンスユニット５０と接続されている。メンテナンス動作により発生した廃液がメンテナンスユニット５０から流下し、廃液タンク５１に保管される。

次に、インク循環時の各部の動作について説明する。

循環動作時、電磁弁２１は開状態、電磁弁３１は閉状態であって、上流タンク２０は大気開放、下流タンク３０は密閉されている。この状態で循環ポンプ３５を駆動させると、下流タンク３０から上流タンク２０へインクが送られる。下流タンク３０は密閉されているため負圧となり、その結果、上流タンク２０からインクジェットヘッド４０を経由して下流タンク３０へインクが流れてくる。このとき、インクジェットヘッド４０が画像形成に好適な所定の負圧となるように、循環ポンプ３４が制御される。画像形成動作は、このインク循環時に行われる。

尚、本発明に於いて、正圧、負圧とは、常にゲージ正圧、ゲージ負圧のことを指すものとする。

インク非循環時には、電磁弁２１は閉状態、電磁弁３１は開状態で、循環ポンプ３５は停止している。これによって、インクジェットヘッド４０は負圧となる。画像形成動作が行われない待機時、電源オフ（ＯＦＦ）時等には、インク非循環となる。

以上のように、循環時、待機時共にインクジェットヘッド４０は負圧になっている。したがって、インクジェットヘッド４０のノズル（図示せず）には、凹んだメニスカスが形成される。このメニスカスの表面張力により、インクジェットヘッド４０が微正圧、ここでは例えば１ｋＰａ以下程度の小さな正圧になっても、ノズルからインクが溢れ出すことはない。これ以上の正圧となると、メニスカスが破壊されてインクがノズルから溢れ出すことになる。同様に、微負圧は、例えば−１ｋＰａ以下程度の小さな負圧であって、ノズルから外気を吸い込むことはない圧力を意味するものとする。

そして、インクジェットヘッド４０の画像形成動作によって、循環経路内のインクが所定量以下になったことが上流タンク液面センサ２２、及び下流タンク液面センサ３２の出力信号から所定のアルゴリズムにより判定される。すると、電磁弁１２及び１３が共に開状態となり、メインインクタンク１１から上流タンク２０へインクが補給される。これによって、インク循環経路のインク量は常に適正に保たれる。

次に、メンテナンス動作について説明する。

図２（ａ）は、メンテナンス開始時に於けるインクジェットヘッド４０近傍の構成を表した図である。

メンテナンス開始時、インクジェットヘッド４０はインクパン５２に覆われており、メンテナンス廃液が飛散するのが抑制される。払拭手段である払拭部５３は、ノズル面４５を払拭するブレード５５及び該ブレード５５を支持する支持部材５６から構成される。

ブレード５５はノズル面４５を傷つけない硬度のもので、例えば、バイトン、テフロン（登録商標）等で構成されている。また、ブレード５５は、上端がノズル面４５よりも、例えば１ｍｍ程度高くなるように、その高さが調整されている。支持部材５６は、金属、プラスチック等、ある程度の剛性を備えたものが好適である。支持部材５６は、レール５７と勘合しており、払拭部５５はレール５７に沿って、図示されない搬送手段によってノズル４５のノズル並び方向に搬送される。循環ポンプ３５は、メンテナンス動作を通して動作しない。

次に、図２（ａ）〜（ｄ）及び図３（ａ）〜（ｅ）を参照して、本実施形態の特徴部分であるメンテナンス動作の詳細を説明する。

図２（ａ）〜（ｄ）はメンテナンスの動作を説明するための図であり、図３（ａ）はメンテナンス動作中のインクジェットヘッド４０のノズルのゲージ圧の経時変化を説明するためのタイミングチャート、図３（ｂ）〜（ｅ）はメンテナンス動作に係る電磁弁２１、電磁弁３１、加圧ポンプ３４、払拭部材５３の各動作を説明するためのタイミングチャートである。

メンテナンス動作は、記録媒体４２上に白筋が見られた場合等に、ユーザがメンテナンスコマンドを入力する、或いは、所定枚数の印刷が行われた後の自動メンテナンス等、により開始される。メンテナンスコマンドは、図示されないキーボードやポインティングデバイス（マウス）等により入力されるもので、この入力に基づいて制御装置１５が動作を開始させる。

メンテナンス動作が開始される（図３（ａ）の領域Ａ参照）と、循環ポンプ３５が停止され、媒体搬送部４３は印字位置から所定の退避位置に移動される。また、メンテナンスユニット５０はノズル面４５に対向する位置に移動されて、図２（ａ）に示される位置関係となる。

次に、パージ動作が実行される（図３（ａ）の領域Ｂ参照）。パージ動作に於いては、先ず、電磁弁２１、３１が閉じられ、次に加圧ポンプ３４によって下流タンク３０、及びインク経路を通して、上流タンク２０が加圧される。この時、インクジェットヘッド４０のゲージ圧は、例えば２０ｋＰａとなっている。このため、図２（ｂ）に示されるように、ノズルからインク滴４６が溢れ出してインクパン５２に垂れ落ち（インク４７）、また一部のインクはノズル面４５に滴（インク滴４６）となって残る。

そして、所定時間経過後（図３（ａ）の領域Ｃ参照）、電磁弁２１、３１が開かれて、上流タンク２０、下流タンク３０が大気圧に戻される。その後、電磁弁２１、３１が所定のタイミング差で再度閉じられると、ノズル圧が微正圧になる。本実施形態に於いて、ノズル圧とは、インクジェットヘッド４０のノズル近傍のインク、或いは、メニスカスに於けるゲージ圧力を指す。

所定のタイミング差は、ノズル面４５、上流タンク２０の液面、下流タンク３０の液面、の鉛直方向の相対位置関係に依存する。具体的には、次のようになる。上流タンク２０の液面と下流タンク３０の液面の中間高さから、所定量以上上流タンク２０寄りの高さを高度Ｈとする。そして、ノズル面４５が高度Ｈよりも上流タンク２０寄りにあるならば、その高さに応じて電磁弁３１が電磁弁２１よりも早く閉められる。これに対し、ノズル面４５が高度Ｈよりも下流タンク３０寄りにあるならば、その高さに応じて電磁弁２１が電磁弁３１よりも早く閉められる。また、ノズル面４５がちょうど高度Ｈならば、電磁弁２１と電磁弁３１は、同時に閉じられる。

典型的には、ノズル面４５が高度Ｈから離れているほど、電磁弁２１と電磁弁３１の閉じられるタイミングのずれが大きくとられる。図３では、ノズル面４５が前者の構成の場合を描写している。

何れの場合も、ノズル面４５と上流タンク２０の液面及び下流タンク３０の液面の位置関係、タンク体積、インク経路寸法等に依存するが、概ね１００ｍｓ単位での制御でよい。このようにすることで、インクジェットヘッド４０のノズルでは、下流タンク３０の液面とノズル面との水頭差に起因する負圧よりも、上流タンク２０の液面とノズル面との水頭差に起因する正圧が上回り、微正圧が生成される。

次に、図２（ｃ）に示されるように、払拭部材５３が送られる（図３（ａ）の領域Ｄ参照）ことで、ノズル面４５に存在する残留インク滴４６が取り払われて、メニスカスが形成される。この時、微正圧の作用によりメニスカスはノズルから微少に出っ張っているが、メニスカスが破壊されるほどの大きさではないため、溢れ出すことはない。

その後、払拭部材５３がノズル面４５を通り過ぎると、電磁弁３１が開放されてメンテナンス動作が終了し、待機状態となる（図３（ａ）の領域Ａ′参照）。

最後に、メンテナンスユニット５０が所定の退避位置へ移動され、払拭部材５３が初期位置へ戻り、媒体搬送部４３が所定の印字位置へ戻ることで、メンテナンス動作が終了する。

尚、本第１の実施形態では、必ずしも領域Ｃに於ける下流タンク３０の大気開放は要さない。例えば、インクジェットヘッド４０と下流タンク３０との経路上に弁が存在するシステムであれば、領域Ｂ初頭から領域Ａ′まで当該弁を閉じる制御とし、電磁弁２１、加圧ポンプ３４、払拭部材５３等は、前述と同様の制御としてもよい。この場合、領域Ｃに於いて生成される微正圧は、ノズル面４５と上流タンク２０との高低差のみによって決定されることとなる。

このように、本実施形態で用いられた、パージ後に一度インク系を大気圧に戻してから微正圧を生成する方法によれば、パージ直後にインク系を大気圧に戻す過程に於いて微正圧を生成する方法に比べ、微正圧生成時に於ける単位時間当たりの圧力変化が少ない。そのため、微正圧の機差を少なくすることができ、その結果ワイプ時にノズルからのインクの溢れ出しや、ノズルへの異物の混入の少ないインクジェットプリンタを実現することができる。

更に、本第１の実施形態は、部材の追加を必要とせず、インク循環に使用するインクタンク及び電磁弁の制御のみで微正圧を生成することができる。

（変形例）
次に、本発明の第１の実施形態の変形例を説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置であるインクジェットプリンタ１０の構成を示したブロック図である。

尚、この変形例に於いて、前述した第１の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

本変形例では、パージ手段として、加圧ポンプ３４に代えて、廃液タンク５１に取り付けられた吸引ポンプ６２が用いられている。また、廃液タンク５１の大気開放状態を制御する電磁弁６１が取り付けられている。

また、図５（ａ）〜（ｄ）に示されるように、インクパン５２ａは、インクジェットヘッド４０に密着できる開口部形状となっている。

吸引ポンプ６２が廃液タンク５１に負圧を発生させることで、インクパン５２ａがインクジェットヘッド４０に対してパージ動作を行う。パージ動作に於ける各部の動作は、図６（ａ）〜（ｆ）のタイミングチャートに示されるとおりである。図６（ａ）はメンテナンス動作中のインクジェットヘッド４０のノズルのゲージ圧の経時変化を説明するためのタイミングチャート、図６（ｂ）〜（ｆ）はメンテナンス動作に係る電磁弁２１、電磁弁３１、電磁弁６４、吸引ポンプ６２、払拭部材５３の各動作を説明するためのタイミングチャートである。

すなわち、メンテナンス動作が開始される（図６（ａ）の領域Ａ参照）と、循環ポンプ３５が停止され、媒体搬送部４３は印字位置から所定の退避位置に移動される。すると、メンテナンスユニット５０がノズル面４５に対向する位置に移動され、図５（ａ）に示されるような位置関係となる。

次に、パージ動作が実行される（図６（ａ）の領域Ｂ参照）。パージ動作に於いては、先ず、電磁弁２１、３１、６１が閉じられ、次に吸引ポンプ６２により廃液タンク５１が減圧される。この時、インクパン５２ａのゲージ圧は、例えば−２０ｋＰａとなっている。このため、図５（ｂ）に示されるように、ノズルからインクが溢れ出してインクパン５２ａに垂れ落ち（インク４７）、また、一部のインクはノズル面４５に滴（インク滴４６）となって残る。

そして、所定時間経過後（図６（ａ）の領域Ｃ参照）、電磁弁２１、３１、６２が開かれ、上流タンク２０、下流タンク３０、廃液タンク５１が大気圧に戻された後、電磁弁２２１、３１が所定のタイミング差で再度閉じられると、ノズル圧が微正圧になる。すると、インクジェットヘッド４０のノズルでは、下流タンク３０に起因する負圧よりも上流タンク２０に起因する正圧が上回り、微正圧が生成される。

次に、図５（ｃ）に示されるように、払拭部材５３が送られる（図６（ａ）の領域Ｄ参照）ことで、ノズル面４５に存在する残留したインク滴４６が取り払われ、メニスカスが形成される。

そして、払拭部材５３がノズル面４５を通り過ぎる（図６（ａ）の領域Ａ′参照）と、電磁弁６１が開放されてメンテナンス動作が終了し、待機状態となる。

最後に、メンテナンスユニット５０が所定の退避位置へ移動され、払拭部材５３が初期位置へ戻り、媒体搬送部４３が所定の印字位置へ戻る。これによって、メンテナンス動作が終了する。

尚、本実施の形態に於いて、必ずしも前述した領域Ｃに於ける下流タンク３０の大気開放は要さない。例えば、インクジェットヘッド４０と下流タンク３０との経路上に弁が存在するシステムであれば、領域Ｂの初頭から領域Ａ′まで当該弁を閉じる制御とし、加圧ポンプ３４、払拭部材５３等は前述と同様の制御としても良い。この場合、インクジェットヘッド４０と下流タンク３０の液面との高低差による負圧は発生しないため、高度Ｈが大きい場合に好適である。

以上のように、本変形例によれば、吸引パージを行うメンテナンスシステムにも適用可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

前述した第１の実施形態及びその変形例は画像形成時にインク循環させるタイプのインクジェットプリンタについて説明したが、この第２の実施形態は画像形成時にインク循環を行わないタイプのインクジェットプリンタの例である。

尚、この第２の実施形態に於いて、図１乃至図６に示される第１の実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付して説明を省略し、主として異なる部分の構成及び動作について説明する。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置であるインクジェットプリンタ１０ｂの構成を示したブロック図である。また、図８（ａ）及び（ｂ）はメンテナンスの動作を説明するための図であり、図９（ａ）はメンテナンス動作中のインクジェットヘッド４０のノズルのゲージ圧の経時変化を説明するためのタイミングチャート、図９（ｂ）〜（ｅ）はメンテナンス動作に係るピストン７１のストッパ位置、電磁弁３１、加圧ポンプ３４、払拭部材５３の各動作を説明するためのタイミングチャートである。

本第２の実施形態では、上流タンク２０は省略されており、メインインクタンク１１は下流タンク３０と接続されている。下流タンク３０とインクジェットヘッド４０とを接続する経路に於いて、ノズル面４５よりも所定高さ高い位置に、微正圧生成手段である分枝部７０が水平に延出されている。

分枝部７０には、ピストン７１が挿入されており、該ピストン７１を挟むように、ピン状のストッパ７２、７３がインク経路の中心付近まで動径方向に差し込まれている。ピストン７１のストッパ７２側はインク経路と連通しており、ストッパ７３側は大気開放されている。ピストン７１は滑らかに動作することができ、例えば、電磁弁３１が開いているときは、図８（ａ）に示されるように、速やかにストッパ７２に接触するまで移動する。

或いは、下流タンク３０の液面とピストン７１との高低差により発生する水頭圧以上に下流タンク３０が加圧されると、図８（ｂ）に示されるように、ピストン７１は速やかに、ストッパ７２の位置からストッパ７３の位置まで、例えば１秒程度で移動する。

尚、ストッパ７２位置からストッパ７３位置までは、後述するピストンの運動を妨げない距離が確保されているものとする。ピストン７１は、軽量の材質が望ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル等の樹脂や、金属ならばアルミニウム等が好適である。更には、中空としておくと、尚良い。

次に、図９（ａ）〜（ｅ）を参照して、本第２の実施形態に於けるメンテナンス動作の詳細を説明する。

メンテナンス動作が開始される（図９（ａ）の領域Ａ参照）と、媒体搬送部４３は印字位置から所定の退避位置に移動され、メンテナンスユニット５０がノズル面４５に対向する位置に移動され、図２（ａ）に示される位置関係となる。

次に、パージ動作が実行される（図９（ａ）の領域Ｂ参照）。パージ動作に於いては、先ず、電磁弁３１が閉じられ、次に加圧ポンプ３４により下流タンク３０が加圧される。この時、インクジェットヘッド４０のゲージ圧は、例えば２０ｋＰａとなっている。このため、図２（ｂ）に示されるように、ノズルからインクが溢れ出してインクパン５２に垂れ落ち（インク４７）、また一部のインクはノズル面４５に滴となって残る。この時、ピストン７１はストッパ７３位置まで移動する。

そして、所定時間経過後（図９（ａ）の領域Ｃ参照）、電磁弁３１が開らかれ、下流タンク３０が大気圧に戻された後、電磁弁３１が閉じられる。この後、ピストン７１の外側から大気圧が作用され、ピストン７１がストッパ７２方向へ移動され、ノズル圧が微正圧になる。この時、分枝部７０は水平であるため、ピストン７１が移動しても、発生する微正圧の大きさは一定である。

次に、図２（ｃ）に示されるように、払拭部材５３が送られる（図９（ａ）の領域Ｄ参照）ことで、ノズル面４５に存在する残留インク滴が取り払われ、メニスカスが形成される。この時、微正圧の作用により、メニスカスはややノズルから出っ張っているが、メニスカスが破壊されるほどの大きさではないため、溢れ出すことはない。

そして、払拭部材５３がノズル面４５を通り過ぎると（図９（ａ）の領域Ａ′参照）、電磁弁３１が開放されてメンテナンス動作が終了する。すると、ピストン７１はストッパ７２位置まで移動され、待機状態となる。

最後に、メンテナンスユニット５０が所定の退避位置へ移動され、払拭部材５３が初期位置へ戻り、媒体搬送部４３が所定の印字位置へ戻ることでメンテナンス動作が終了する。

尚、本実施の形態に於いて、必ずしも前述した領域Ｃに於ける下流タンク３０の大気開放は要さない。例えば、インクジェットヘッド４０と下流タンク３０との経路上において、分枝７０よりも下流タンク３０寄りに弁が存在するシステムであれば、領域Ｂにおける圧力の立ち上がり後から領域Ａ′まで当該弁を閉じる制御とし、加圧ポンプ３４、払拭部材５３等は前述と同様の制御とし、下流タンク３０は領域Ａ′までの任意のタイミングで大気開放する制御としても良い。このとき、分枝部７０のインクは下流タンク３０へ落ちることはないので、ストッパ７２、７３の間を短くすることができる。したがって、分枝部７０の全体を短くすることができる。

このように、本第２の実施形態によれば、複雑な制御の必要なく、容易に安定した微正圧を生成することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。

更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置であるインクジェットプリンタ１０の構成を示したブロック図である。 本発明の第１の実施形態に於けるインクジェットプリンタのメンテナンスの動作を説明するための図である。 （ａ）はメンテナンス動作中のインクジェットヘッド４０のノズルのゲージ圧の経時変化を説明するためのタイミングチャート、（ｂ）〜（ｅ）はメンテナンス動作に係る電磁弁２１、電磁弁３１、加圧ポンプ３４、払拭部材５３の各動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置であるインクジェットプリンタ１０の構成を示したブロック図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に於けるインクジェットプリンタのメンテナンスの動作を説明するための図である。 （ａ）はメンテナンス動作中のインクジェットヘッド４０のノズルのゲージ圧の経時変化を説明するためのタイミングチャート、図６（ｂ）〜（ｆ）はメンテナンス動作に係る電磁弁２１、電磁弁３１、電磁弁６４、吸引ポンプ６２、払拭部材５３の各動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置であるインクジェットプリンタ１０ｂの構成を示したブロック図である。 本発明の第２の実施形態に於けるインクジェットプリンタのメンテナンスの動作を説明するための図である。 （ａ）はメンテナンス動作中のインクジェットヘッド４０のノズルのゲージ圧の経時変化を説明するためのタイミングチャート、図９（ｂ）〜（ｅ）はメンテナンス動作に係るピストン７１のストッパ位置、電磁弁３１、加圧ポンプ３４、払拭部材５３の各動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１０…インクジェットプリンタ、１１…メインインクタンク、１２、１３、２１、３１…電磁弁、１５…制御装置、２０…上流タンク、２２…上流タンク液面センサ、３０…下流タンク、３２…下流タンク液面センサ、３４…加圧ポンプ、３５…循環ポンプ、４０…インクジェットヘッド、４１、４６…インク滴、４２…記録媒体、４３…記録媒体搬送部、４５…ノズル面、５０…メンテナンスユニット、５１…廃液タンク、５２、５２ａ…インクパン、５３…払拭部、５５…ブレード、５６…支持部材。

Claims (10)

1. インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドとインクが連通可能に接続され、インク液面がノズル位置よりも高い位置に設定されている第１のインク経路と、インクジェットヘッドとインクが連通可能に接続され、インク液面がノズルよりも低い位置に設定される第２のインク経路と、インクジェットヘッド内のインクに強い正圧若しくは強い負圧を与える与圧手段と、インクジェットヘッドのノズル面を払拭するワイパと、を有するインクジェットプリンタに於けるインクジェットヘッドのメンテナンス方法に於いて、
   前記与圧手段を駆動させることで、前記ノズル内のインクに対して強い正圧若しくは強い負圧を与え、ノズルからインクを強制的に噴射させるパージ処理と、
   パージ処理後に、パージ処理に伴う強い正圧若しくは強い負圧によって、前記第１のインク経路に作用していた強い正圧若しくは強い負圧を大気圧に戻す大気圧設定処理と、
   大気圧設定処理後に、前記ノズルと第１のインク経路との水頭差に基づく微正圧をノズル内のインクに与えた状態で、ノズル面をワイパによって払拭するワイピング処理と、
   を実行することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
2. 前記大気圧設定処理後に、微正圧の値を設定すると共にその値を維持する微正圧設定処理を実行すると共に、微正圧設定処理で微正圧が維持されている間にワイピング処理を実行することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
3. 前記第１のインク経路は、第１のインク経路内と外気とを連通する第１の開口と、当該第１の開口を開閉する第１の弁と、を有し、
   前記第２のインク経路は、第２のインク経路内と外気とを連通する第２の開口と、当該第２の開口を開閉する第２の弁と、を有し、
   パージ処理時に前記第１の弁及び第２の弁を閉鎖し、
   大気圧設定処理時に前記第１の弁を開放し、
   前記微正圧設定処理時に前記第１の弁を閉鎖する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
4. 前記第１のインク経路は、第１のインク経路内と外気とを連通する第１の開口と、当該第１の開口を開閉する第１の弁と、を有し、
   前記第２のインク経路は、第２のインク経路内と外気とを連通する第２の開口と、当該第２の開口を開閉する第２の弁と、を有し、
   前記第１及び第２の弁が開放されたときにノズル内のインクに与えられる圧力値が、所望の微正圧値よりも小さい状態に於いて、
   前記パージ処理時に前記第１の弁及び第２の弁を閉鎖し、
   前記大気圧設定処理時に前記第１の弁及び第２の弁を開放し、
   前記微正圧設定処理時に前記第２の弁を閉鎖し、所定時間経過後に第１の弁を閉鎖する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
5. 前記第１のインク経路は、第１のインク経路内と外気とを連通する第１の開口と、当該第１の開口を開閉する第１の弁と、を有し、
   前記第２のインク経路は、第２のインク経路内と外気とを連通する第２の開口と、当該第２の開口を開閉する第２の弁と、を有し、
   前記第１及び第２の弁が開放されたときにノズル内のインクに与えられる圧力値が、所望の微正圧値よりも大きい状態に於いて、
   前記パージ処理時に前記第１の弁及び第２の弁を閉鎖し、
   前記大気圧設定処理時に前記第１の弁及び第２の弁を開放し、
   前記微正圧設定処理時に第１の弁を閉鎖し、所定時間経過後に第２の弁を閉鎖する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
6. 所定時間の長さを調整することで、微正圧の値を調整することを特徴とする請求項３若しくは４に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
7. 前記第１のインク経路は、第１のインク経路内と外気とを連通する第１の開口と、当該第１の開口を開閉する第１の弁と、を有し、
   前記第２のインク経路は、ノズルとの第２のインク経路とのインクの連通を遮断する遮断弁を有し、
   前記パージ処理時に第１の弁を閉鎖し、
   前記大気圧設定処理時に第１の弁を開放し、
   前記微正圧設定処理時に第１の弁及び遮断弁を閉鎖する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
8. 前記第１のインク経路は、第１のインク経路内と外気とを連通する第１の開口と、第１のインク経路のインク液面に連動して移動可能なピストン部材と、ピストン部材の移動を規制することでインク液面の変動範囲を規制するストッパ部材と、を有し、
   前記第２のインク経路は、第２のインク経路内と外気とを連通する第２の開口と、当該第２の開口を開閉する第２の弁と、を有し、
   前記パージ処理時に第２の弁を閉鎖し、
   前記大気圧設定処理時に第２の弁を開放し、
   前記微正圧設定処理時に第２の弁を閉鎖する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
9. 前記ストッパ部材によって規制されるピストン部材の移動範囲は、水平方向に延在していることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
10. インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、
    前記インクジェットヘッドとインクが連通可能に接続され、インク液面がノズルよりも高い位置に設定されるインクタンクと、
    前記ノズル内のインクに強い正圧若しくは強い負圧を与える与圧手段と、
    前記インクジェットヘッドのノズル面を払拭するワイパと、
    を有するインクジェットプリンタに於けるインクジェットヘッドのメンテナンス方法に於いて、
    前記与圧手段を駆動させることで、前記ノズル内のインクに対して強い正圧若しくは強い負圧を与え、前記ノズルからインクを強制的に噴射させるパージ処理と、
    パージ処理後に、パージ処理に伴う強い正圧若しくは強い負圧によって、前記インクタンク内のインクに作用していた強い正圧若しくは強い負圧を大気圧に戻す大気圧設定処理と、
    大気圧設定処理後に、前記ノズルとインクタンクとの水頭差に基づく微正圧をノズル内のインクに与えた状態で、ノズル面をワイパによって払拭するワイピング処理と、
    を実行することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。

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